二氧化碳聚合物(聚二氧化碳)到底是直接用二氧化碳聚合出的塑料,还是二氧化碳和其它物质共聚产生的?

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  • 让碳氧原子分开

    二氧化碳(CO2)的组成元素就是碳和氧,碳是构成有机物(如塑料)的必要元素,如果能够成功使二氧化碳与其他化合物发生反应,它就可以成为制塑的原材料.这一关已于1969年由一位日本科学家做到,他首次通过一种名为二乙基锌的催化剂作为“第四者”,使氧原子与碳原子之间的双键断开或者若即若离,碳原子“移情别恋”,放出电子与其他物质结合成可降解塑料.其后各国科学家又不断发现了新的催化剂.

    扩大催化接触面

    科学家最初发现的催化剂成本很高,无法进行工业化开发.为了降低成本,科学家力求找到一个高效催化剂,目前最高催化效率已可达60—70克,但催化剂价格更高.孟跃中走了另外一条路子,不再去寻找新的催化剂,而利用现有的催化剂,来增加它的催化效率.在化学上有个正比关系,就是催化剂跟被催化物的接触面越大,催化反应也将会更加有效,这也就好比我们所用的电脑CPU上的散热器,风扇的风力即使是一定的,但如果散热的表面积越大,气体对流越快,降温效果也就越好.第三关分子与分子“握手”

    要使催化剂接触面尽可能大,也就要使它的颗粒尽可能小,最好能够实现分子与分子的“握手”.孟跃中想到一个科学原理,含氟的化合物是能够溶于液态的二氧化碳的.二氧化碳在高压之下会变成流体状态,如果把催化剂附在这种含氟化合物身上,溶在二氧化碳,那么催化剂也以分子状态跟二氧化碳的分子“握手”.通过这种方法,原来一颗催化剂表面积如果为1平方厘米的话,处理后表面积起码可以增加500倍,催化效率果然增长了近70倍,每吨成品的催化成本降到只需要200多元.

    当然CO2不能直接转化为聚合物,但是它在环氧丙烷、环氧乙烷等环氧化物的参与下可以产生聚合物.整个聚合过程还需要催化剂的帮忙,第一种可以参与该反应的催化剂于1969年在东京产生,但是它性能不佳,效率不高,不适合规模化生产.参与聚合过程所需催化剂的催化性能是由以下三个方面决定的:1.转换数2.转换频率3.聚合物的分子量1969年业界所使用的催化剂转换数为6,相当于用1克的催化剂可产生10克的聚合物,它的转换频率为每小时0.12个转换,这也就意味着这10克的聚合物需要50个小时的时间来完成.